Κυριακή 16 Σεπτεμβρίου 2018

Πυκνότητα στερεού με ακανόνιστο γεωμετρικό σχήμα

1. Η πειραματική διάταξη

Δίνονται:
·         Ηλεκτρονική ζυγαριά.
·         Προχοΐδα των 50 ml στερεωμένη σε κατάλληλη βάση.
·         Νερό.
·         Μερικές όμοιες ξυλόβιδες.
Η πειραματική διάταξη
Θα υπολογιστεί η πυκνότητα του υλικού από το οποίο είναι φτιαγμένες οι βίδες.

2. Πειραματική διαδικασία
  • Ζυγίζουμε 10 βίδες και προσδιορίζουμε τη μάζα τους m. Υπολογίζουμε στη συνέχεια τη μάζα της μίας βίδας μέσω της σχέσης:  m1 = m/10.
  • Ρίχνουμε ποσότητα νερού στην προχοΐδα μέχρι όγκου Vο. Βυθίζουμε δύο βίδες στην προχοΐδα και σημειώνουμε τη μάζα τους, καθώς και τη νέα ένδειξη V1 του όγκου που καταλαμβάνουν το νερό και οι βίδες. Υπολογίζουμε την αύξηση του όγκου του νερού στην προχοΐδα (ΔV = Vo - V1), που ισούται και με τον όγκο V που καταλαμβάνουν οι δύο βίδες. 
  • Βυθίζουμε ακόμη δύο βίδες στην προχοΐδα, σημειώνουμε τη μάζα των τεσσάρων βιδών, και τη νέα ένδειξη του όγκου. Υπολογίζουμε την αύξηση του όγκου του νερού στην προχοΐδα, που ισούται με τον όγκο που καταλαμβάνουν οι βίδες. Καταγράφουμε τα αποτελέσματα σε κατάλληλο πίνακα, και επαναλαμβάνουμε τη διαδικασία μερικές φορές ακόμη.

3. Ενδεικτικές μετρήσεις

Η μάζα των 10 βιδών βρέθηκε ίση με 17 g, οπότε η μάζα κάθε βίδας είναι ίση με 1,7 g. Στην προχοΐδα αρχικά ρίξαμε ποσότητα νερού μέχρι όγκου Vo = 23,9 mL.

Αριθμός βιδών
Ν
Μάζα βιδών
m = Νm1 (g)
Όγκος νερού
V1 (mL)
Όγκος βιδών
V=Vo-V1 (mL)
2
3,4
23,40
0,50
4
6,8
22,90
1,00
6
10,2
22,50
1,40
8
13,6
22,00
1,90
10
17,0
21,50
2,40
12
20,4
21,00
2,90
14
23,8
20,55
3,35

4. Επεξεργασία πειραματικών δεδομένων - Αποτελέσματα

Σχεδιάζουμε τη γραφική παράσταση m = f (V), όπου m είναι η μάζα και V ο όγκος των βιδών που ρίξαμε στην προχοΐδα. Από την κλίση της γραφικής παράστασης υπολογίζουμε την πυκνότητα του υλικού από το οποίο είναι φτιαγμένες οι βίδες.


Από την κλίση της γραφικής παράστασης η πυκνότητα του υλικού, από το οποίο φτιάχτηκαν οι βίδες, βρέθηκε ίση με 7,1 g/cm3.











Εναλλακτικά  μπορούμε για κάθε μέτρηση να προσδιορίσουμε μια τιμή πυκνότητας και τελικά να βρούμε το μέσο όρο των επιμέρους μετρήσεων.

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου